光腔中集体 XYZ 自旋模型的哈密顿量工程
量子物理
2024-07-04 v2 原子物理
摘要
利用合成量子系统进行量子模拟为探索多体物理中的未解之谜提供了独特的机会，并为生成有用的纠缠态开辟了一条路径。然而，迄今为止，许多量子模拟器在能够模拟的模型方面受到根本性限制。在此，我们能够实现具有任意二次哈密顿量的全对全相互作用，或等效地实现无限范围可调的 Heisenberg XYZ 模型。这是通过在 700 个铷原子之间工程化腔介导的四光子相互作用来实现的，其中我们利用一对动量态作为有效的伪自旋或量子比特自由度。利用这一能力，我们首次在平均场水平上实现了所谓的双轴反向扭曲模型。我们的平台能够包含两个以上相关动量态的通用性，结合通过添加腔音调来灵活模拟哈密顿量，为物质波干涉仪以及其他量子传感器（如光钟和磁力计）中的量子模拟和量子传感开辟了丰富的机会。
引用
@article{arxiv.2402.19429,
title = {Hamiltonian Engineering of collective XYZ spin models in an optical cavity},
author = {Chengyi Luo and Haoqing Zhang and Anjun Chu and Chitose Maruko and Ana Maria Rey and James K. Thompson},
journal= {arXiv preprint arXiv:2402.19429},
year = {2024}
}